CN202660270U - 带有柔光结构的led灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带有柔光结构的LED灯具，该LED灯具包括：透光罩和LED光源，所述LED光源发出的光通过透光罩透射出去，所述透光罩为pc罩或玻璃罩，所述柔光结构包括：在所述透光罩的内侧表面和/或外侧表面所设置的、通过涂布涂料形成的柔光涂层，所述内侧表面为所述透光罩的LED光源侧表面。另外，还可以在涂布涂层的基面上刻蚀大量的凹点或者凸点。本实用新型通过在透光罩和/或反光杯上涂布柔光涂层并且在涂布涂层的基面上刻蚀大量的凹点或者凸点，由此对LED光源发出的光有效地起到了柔光作用，并且增强了涂层与涂布基体之间的附着力，使得涂层经久耐用。

Description

带有柔光结构的LED灯具

技术领域

本实用新型涉及一种LED照明设备，尤其涉及一种带有柔光结构的LED灯具。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，作为一种应用广泛、发展迅速的新一代固体冷光源，因其无与伦比的节能、长寿命、体积小、响应快、驱动电压低、抗震能力卓越、高效环保等技术优势而广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域，可代替传统的照明光源，比如白炽灯、荧光灯，是未来照明产业的主流方向之一。

但是，LED节能灯出了其自身的特点之外，还存在一些不足之处。例如，1)每个LED灯泡的光线过亮，会强烈地刺激眼睛，不可直视，光线不柔和。2)照射角度有限制，一般只能照射120度。3)LED节能灯只在直视的狭小角度内有高亮度，而偏离该角度后光线迅速减弱。总之，LED光源与传统的光源相比，存在的巨大缺陷就是目视LED光源时发现光线不融合、存在点状光源离散、给人感觉刺眼、眩目，不够柔和等缺点。

考虑到上述不足，现有技术采用三种方式来试图克服这些缺点。

第一种就是采用在光路上增加光学透镜的方式来改善，但是这种方式会导致成本增加、亮度受损等新的问题。

第二种就是采用在光线的出光光路上设置一柔光片、并在柔光片的入光面和/或出光面用激光雕刻散光点的方式来达到透光、散光、柔光的作用。比如中国专利申请号为201020672596.7的实用新型专利文献1中公开了这样的一种LED灯具的柔光结构，该柔光结构包括一个将LED光源点笼括在其内部的反光器和嵌在反光器上端的柔光片，并在柔光片上用激光雕刻散光点、纳米格点或丝印散光点，以便对来自LED光源的光进行柔化。然而，制作柔光片时需要在其内加入散光粉或者导光粉，因此存在工艺复杂，成本高的问题。

第三种就是使用漫反射涂层来柔和光线、扩大照射面。

比如，申请号为200480008826.7的发明专利申请也公开了一种在罩壳上配备漫反射涂层的技术，该涂层包括一种水基溶剂和一种粘结剂。

而在申请号为201110233112.8的中国发明专利中公开了一种LED用的耐高温漫反射涂料(其包括耐高温有机硅树脂、钛白粉、氧化铝或者滑石粉、分散剂、流平剂等)，可以利用该涂料对来自LED光源的光进行柔化，并克服现有涂料不能应用于高温下的缺点，但是其并没有明确公开怎样将该耐高温漫反射涂料应用在LED灯具中，而且对涂层的厚度也没有给出设计要求，而涂层的厚度对于LED光线的柔光效果与光损失上具有相反的作用，厚度大虽然柔光效果好，但是光损失也会变大，难以两立。

申请号为200920042412.6的实用新型专利申请虽然公开了一种在灯罩的内部或者外部涂敷纳米TiO2涂层的技术，但是该纳米涂层的目的在于通过改变LED发光谱线来降解吸附在灯罩表面的有机物，提高灯罩的透光性能。

另外，在灯具上涂布涂料时，还要考虑涂料与基体之间的附着力情况。

为了改善涂层与灯罩的结合力，即提高涂层与灯罩之间的附着力，可以有两种方式，一种是从涂层的成分出发，改变涂层的化学组成，由此加大涂层与基体之间的附着性能。

例如，申请号为201110233112.8的中国发明专利申请通过将涂料中的耐高温有机硅树脂含量控制在55～82wt％来改善涂料对基体的附着力；

而申请号为200480008826.7的中国发明专利申请公开了如下的技术：向涂布在罩壳上的漫反射涂层中掺杂一种能够产生化学交联的聚异氰酸酯的化合物，或者使粘结剂中包含至少30wt％的Br、Cl、I、F或COOCH3的聚合物，由此改进涂层与基体的附着力。

另一种可以利用物理或者机械的方式来改变涂料与基体之间的结合力，但目前尚没有有关报道，这也正是本申请的发明人要做的事情。

上述通过改变化学成分来提高涂层与基体之间附着力的方法存在以下的缺点：有时附着力的提高是以损害涂层对光的反射能力为代价的，即虽然改善了附着力，但是涂层对光的反射能力有所下降，而且涂料的选材上受到了限制，使得材料成本有所提高。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种具有柔光结构的LED灯具，能够更好地对LED发出的光起到柔光作用。

本实用新型的目的之二在于提供一种具有柔光结构的LED灯具，能够更好地使涂层附着在涂布基体上，即使在高温下使用，也不易脱落。

本实用新型提供一种带有柔光结构的LED灯具，该LED灯具包括：透光罩和LED光源，所述LED光源发出的光通过透光罩透射出去，其特征在于：所述透光罩为pc罩或玻璃罩，所述柔光结构包括：在所述透光罩的内侧表面和/或外侧表面所设置的、通过涂布纳米涂料形成的柔光涂层，所述内侧表面为所述透光罩的LED光源侧表面。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：所述LED灯具还包括反光杯，在所述反光杯的反光面上刻蚀有多个凹点和/或者凸点。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：所述LED灯具还包括反光杯，所述柔光结构还包括：在所述反光杯的反光面上所设置的、通过涂布涂料形成的柔光涂层。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：所述柔光涂层的厚度在10～20μm范围内，所述涂料为纳米涂料。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：所述柔光涂层的厚度在14～16μm范围内。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：至少在所述透光罩的内侧表面和外侧表面两者之一上刻蚀有多个凹点和/或者凸点。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：所述透光罩为钢化玻璃罩。

本实用新型还提供一种带有柔光结构的LED灯具，该LED灯具包括：透光罩和LED光源以及反光杯，所述LED光源发出的光的一部分直接通过所述透光罩透射出去，另一部分经由所述反光杯的反光面反射后再通过所述透光罩透射出去，所述透光罩为pc罩或玻璃罩，所述柔光结构包括，在所述反光杯的反光面上所设置的、通过涂布涂料形成的柔光涂层。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：所述柔光涂层的厚度在10～20μm范围内，所述涂料为纳米涂料。

在上述带有柔光结构的LED灯具，其中：至少在所述反光杯的反光面和所述透光罩的表面两者之一上刻蚀有多个凹点和/或者凸点。本实用新型的有益效果：本实用新型通过在透光罩和/或反光杯上涂布柔光涂层(纳米涂层)并且在涂布涂层的基面上刻蚀大量的凹点或者凸点，由此对LED光源发出的光有效地起到了柔光作用，并且增强了涂层与涂布基体之间的附着力，使得涂层经久耐用。

附图说明

图1为本实用新型用于LED路灯时的分解立体图。

图2为本实用新型LED路灯光源腔示意图。

图3为表示本实用新型LED路灯的光源的安装状况的俯视图。

图4表示本实用新型的LED透光罩的内侧表面涂布有柔光涂层时的截面图。

图5表示本实用新型的LED反光杯的表面涂布有柔光涂层时的截面图。

图6为本实用新型实施例2的LED灯具用于LED球泡灯时的分解立体图。

图7为本实用新型实施例2中的LED球泡灯的整体图。

图8为表示本实用新型实施例2中在球泡的透光罩的表面涂布有柔光涂层的截面示意图。

图9为本实用新型实施例3的LED灯具用于LED筒灯时的分解立体图。

图10为本实用新型实施例3的用于LED筒灯的整体图。

图11为表示本实用新型实施例3中在反光杯的表面涂布有柔光涂层的截面示意图。

其中，附图标记说明如下：100、灯杆安装位；101、路灯上壳体；102、透光罩；103、反光片；104、反光杯；105、橡胶圈；106、路灯下壳体；107、电源；108、电源下壳体；109、梯形反光铝；110、光源；111、灯台结构(光源安装位)；1021透光罩部；1022柔光涂层(透光罩处)；1041反光杯部；1042柔光涂层(反光杯处)；

200、透光罩；201、光源；202、光源安装位；203、散热器；204灯头；205、电源安装位；2001透光罩部；2002柔光涂层(透光罩处)；

301、上壳体；302、透光罩；303、橡胶圈；304、光源；305、反光杯；306、散热器；3051反光杯部；3052柔光涂层(反光杯处)。

具体实施方式

实施例1：

在本实施例中，本实用新型用于LED路灯，利用图1示出了该LED路灯的分解立体图；利用图2示意性给出了该LED路灯的光源腔，该LED路灯包含：灯杆安装位100；路灯上壳体101；透光罩102；反光片103；反光杯104；橡胶圈105；路灯下壳体106；电源107；电源下壳体108；梯形反光铝109；光源110；灯台结构(光源安装位)111。图3为表示本实用新型LED路灯的光源的安装状况的示意图，：2个光源110嵌入在梯形反光铝109上，光源110和梯形反光铝109构成的结构又嵌入在反光杯104的中空结构上，反光杯104设置于反光片103上。

图1所示的上述各个部件及其结构组合成具有如下柔光结构的LED路灯：将图3所示的路灯结构安放于灯具的上壳体101和灯具的下壳体106之间，并且通过橡胶圈105密封，从而组成一个灯具密封的光源腔，见图2，光源110发出的光一部分直接照射到透光罩102上，另一部分则照射到反光杯104上，通过反光杯104的反射作用后，再次投射到灯具的透光罩102上，光源腔中光源产生的热通过灯台结构111传导到灯具的下壳体106上，以达到散热的效果。如图1所示的灯杆安装位100用于将图1所示的部件102～111构成的LED路灯安装到路灯杆上，其中电源107用于与LED光源110连接，提供驱动电压。

作为透光罩的材质，可以为pc罩或玻璃罩，优选是钢化玻璃。

如图4所示，在透光罩102的内侧面(即光源侧一面)涂布有一层涂料即形成有涂层1022(又称为纳米涂层)，其中1021代表作为基体层的透光罩102的截面。

涂层1022所用的涂料优选是一种漫反射涂料(也可称之为漫反射纳米涂料或者耐高温漫反射纳米涂料)，其成分为55～82wt％的耐高温有机硅树脂，16～35wt％的钛白粉，0～10wt％的片状材料，1.5～5wt％的分散剂，0.5～1wt％的流平剂，其中片状材料由粒度直径在1～10μm的氧化铝和或滑石粉制成；分散剂为型号BYK180或AFCONA4560的分散剂；流平剂为型号BYK307或BYK347的流平剂。

作为涂料的成分，其成分可以为10～50wt％的钛白粉，0～15wt％的片状材料，1.5～5wt％的分散剂，0.5～1wt％的流平剂，余者为耐高温有机硅树脂。其中片状材料由粒度直径在1～10μm的氧化铝和/或滑石粉制成；分散剂为型号BYK180或AFCONA4560的分散剂；流平剂为型号BYK307或BYK347的流平剂。

上述钛白粉可以为100～500nm的金红石型二氧化钛、由于钛白粉处于纳米级别，所以该涂料又称为纳米涂料，由其形成的涂层也可相应地称为纳米涂层。

当然，作为本实用新型中使用的涂料，也可以是其他具有漫反射效果的纳米材料，比如申请号为CN200480008826.7的中国发明专利申请中提及的由水基溶剂和粘结剂构成的漫反射涂层。

该涂层1022的厚度控制在5μm～25μm微米之间，优选控制在10μm～20μm，更优选控制在14～16μm。高于25μm时，会对光线发生阻碍作用，使得光输出效率降低，低于5μm时，对光的柔和作用有限，即不能高效地产生光的柔和作用。

涂层中含有的金红石型二氧化钛(钛白粉的组分之一)和片状材料对LED光源所发出的光线产生无规则的漫反射，使得进入涂层的光线发生无规则的改变，相当于产生无数个次生光源，这些次生光源或者直接穿过透光罩照射出去，或者反射回反光杯、反光片，由反光片、反光杯再反射回涂层、透光罩，最终照射出去、由此使得光线变得柔和均匀，光能量基本不受损失，可大大提高LED灯具的光输出效率。

虽然上述内容中，涂料是涂布在透光罩102的内侧表面上，但是也可以涂布在透光罩102的外侧表面上，或者在内外侧表面上同时涂布，具体根据实际情况而定(涂料涂布在内侧的好处是涂料不易受灯外环境的影响，即使清洗擦拭时也不会被除掉，但是涂布在内侧时易受灯光的热影响而降低效率，降低柔光效果和反射率。而涂料涂布在外侧表面时易受灯外环境影响，容易在风吹日晒条件下功能蜕化，而且在清理灯罩时也容易被擦掉，从而导致柔光效果变差，时间长了甚至完全失去应有的作用，所以是涂布在内侧还是外侧要总和考量)。

另外，上述涂料也可以不是涂布在透光罩上，而是涂布在图1所示的反光杯104上，包含有涂料的截面图如图5所示，其中1042为由涂料形成的柔光涂层，1041为反光杯的基体截面。该处涂层的厚度控制在5微米～25微米之间，优选控制在10～20μm，更优选控制在14～16μm。高于25μm时，涂层太厚，会降低光的反射效率，使得光的损失变大，低于5μm时，涂层太薄，柔光作用有限，可能起不到应有的柔光作用。

当然也可以同时在透光罩102和反光杯104上涂布上述涂层，以增强柔光效果。

另外，为了增加柔光涂层与基体之间的附着力，可以考虑在基体(透光罩或者反光杯)的涂料涂布面上利用激光或者机械方法制作出一些微小的凹点(也可以是凸点)，然后再将涂料涂布在涂布面上。由此使得涂层与基体之间的附着力大大增强，可以降低对涂料的成分要求，比如即使降低涂料中用于提高与基体之间的附着力的耐高温有机硅树脂的含量值，也可以确保涂料很好地附着在基体上。

除了在涂布面上刻蚀凹点或凸点以增加涂层的附着力外，还可以在透光罩的未涂布涂料的那一侧表面设置小格点(凸点)，同样能对光线起到很好的柔光作用，比如在作为透光罩的钢化玻璃内侧涂布涂料，而在钢化玻璃的外侧形成众多小格点，这些小格点同样能够起到散光柔光作用。当然也可以是在反光杯的反光面上涂布涂料而在透光罩的内侧表面或者外侧表面上设置凸点，反过来也可以在反光杯的反光面上设置凸点而在透光罩的内侧表面或/和外侧表面涂布涂料。

另外，也可以是在透光罩的内侧表面和反光杯的反光面上二者之一或者全部设置凹点，而在透光罩的外侧表面涂布涂层，或者是在反光杯的反光面上设置凹点，而在透光罩的内侧表面或/和外侧表面上涂布涂层。

综合来说，凹凸点的设置面与涂料的涂布面可以有多种组合，技术人员可以根据需要而定。即在透光罩的内外侧表面和反光杯的反光面中，不涂布涂料的面上可以设置有凸点(格点)或者凹点，而在涂布涂料的涂布面上可以不设置凸点或者凹点而只涂布涂料，也可以在涂布面上依然设置凹点或者凸点后再涂布涂料，以进一步加强柔光作用、并增加附着力。

由于在透光罩的外侧表面设置凹点时，空气中的尘埃以及汽车尾气中一些未完全分解的有机物颗粒会逐渐沉积在凹点内，影响LED灯的发光效率和亮度，也难以清洗掉，因此不优选。

另外，作为在透光罩或者反光杯上刻蚀的上述凹点或者凸点，在将刻蚀凹点或者凸点的面称为刻蚀面的情况下，可以是在一个刻蚀面上仅刻蚀凹点或者凸点，也可以是一个刻蚀面上既有凹点又有凸点，混合设置，也许对增加涂层的附着力、对光线的柔光作用更有效果。

另外，大量的凹点或者凸点可以是无序形成在刻蚀面上，也可以以某种有序排列的方式设置在刻蚀面上，比如排列成矩形方阵状、放射状、螺旋状排列等各种形式。

实施例2：

在本实施例中，以将本实用新型的技术应用于LED球泡灯为例进行说明，LED球泡灯的分解结构如图6所示，该灯具主要有以下部件组成：透光罩200、光源201、光源安装位202；散热器203、灯头204以及电源安装位205；图7为该灯泡的各个部件安装在一起后的结构示意图。

关于在透光罩200上涂布涂料后的透光罩截面结构如图8所示，在透光罩200的内侧表面涂布有一层涂料，即形成柔光涂层，图8中2001代表透光罩的截面，2002代表柔光涂层的截面。光源安装位202上的光源201产生的光直接照射在涂布有柔光涂层的透光罩上302，与实施例1相同，柔光涂层起到漫反射的作用，改变进入涂层的光线的照射方向，产生无数个次生光源，这些次生光源的光或直接射出透光罩或者经一次甚至多次反射后再经透光罩200照射出去，由此起到了柔光作用。

作为球泡灯的透光罩的材料可为pc罩(聚碳酸酯polycarbonate)、玻璃罩，优选玻璃材料。

在本实施例中，柔光涂层2002涂布在透光罩的内侧，涂布厚度控制在5微米～25微米之间，优选控制在10～20μm之间，更优选控制在14～16μm。高于25μm时，光损失可能变大，低于5μm时，柔光作用有限。

作为本实用新型的其他优选实施方式，也可以将柔光涂层涂布在透光罩200的外侧表面，或者内外侧表面上同时涂布。另外，涂布有柔光涂层的透光罩表面上可以刻蚀有大量的凹点和/或者凸点以便于增加柔光涂层与作为基体的透光罩200之间的附着力。

此外，也可以在透光罩200的未涂布柔光涂层的那一侧表面上刻蚀大量的凸点或者凹点，以便增强球泡灯的柔光效果。

作为涂布在透光罩200上的、形成柔光涂层2002的涂料，其化学成分可以同实施例1完全相同，在此也不再详细赘述。

实施例3：

在本实施例中，以将本实用新型的技术应用于LED筒灯为例进行简单说明，该LED筒灯的灯具如图9所示，主要有以下部件组成：上壳体301、透光罩302、橡胶圈303、光源304、反光杯305和散热器306。组装后的LED筒灯的示意图如图10所示。

所述柔光涂层可以单独涂布在透光罩302的内侧表面和/或者外侧表面，也可以单独涂布反光杯305的内侧(即靠近光源的一侧也即在图11中在3051所代表的反光杯内侧面上涂布柔光涂层3052)，也可以同时涂布在透光罩和反光杯上。

在本实施例中，柔光涂层3052的涂布厚度控制在5微米～25微米之间，优选控制在10～20μm之间，更优选控制在15μm左右。高于25μm时，光损失可能变大，低于5μm时，柔光作用有限。

作为本实用新型的其他优选实施方式，涂布有柔光涂层的透光罩302的表面或者反光杯305的反光面上可以刻蚀有大量的凹点和/或者凸点以便于增加柔光涂层与作为基体的透光罩302或者反光杯305之间的附着力。

此外，也可以是在透光罩302的内、外侧表面以及反光杯的反光面三方中的未涂布纳米涂料的那一方上刻蚀大量的凸点或者凹点，以便增强球泡灯的柔光效果。

作为涂布在透光罩302或者反光杯305上形成柔光涂层的涂料的化学成分可以同实施例1完全相同，在此也不再详细赘述。

本实用新型虽然以路灯、球泡灯、筒灯为例进行了如何使用本实用新型的技术方案，但都是举例说明，并不意味着本实用新型的应用仅限于此，本实用新型可以应用于各种各样的利用LED光源来实现的照明的灯具，并通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。

从以上本实用新型的说明中可以看出可以使本实用新型有各种各样的变化。这样的变化不能认为脱离了本实用新型的思想和范围，对于所有本行业的人员都显而易见的改进包括在本实用新型的请求保护范围中。

Claims (10)

1.一种带有柔光结构的LED灯具，该LED灯具包括：透光罩和LED光源，所述LED光源发出的光通过透光罩透射出去，其特征在于：所述透光罩为pc罩或玻璃罩，所述柔光结构包括：在所述透光罩的内侧表面和/或外侧表面所设置的、通过涂布涂料形成的柔光涂层，所述内侧表面为所述透光罩的LED光源侧表面。

2.根据权利要求1所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

所述LED灯具还包括反光杯，在所述反光杯的反光面上刻蚀有多个凹点和/或者凸点。

3.根据权利要求1所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

所述LED灯具还包括反光杯，所述柔光结构还包括：在所述反光杯的反光面上所设置的、通过涂布涂料形成的柔光涂层。

4.根据权利要求1或3所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

所述柔光涂层的厚度在10～20μm范围内，所述涂料为纳米涂料。

5.根据权利要求4所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

所述柔光涂层的厚度在14～16μm范围内。

6.根据权利要求1所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

至少在所述透光罩的内侧表面和外侧表面两者之一上刻蚀有多个凹点和/或者凸点。

7.根据权利要求1所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

所述透光罩为钢化玻璃罩。

8.一种带有柔光结构的LED灯具，该LED灯具包括：透光罩和LED光源以及反光杯，所述LED光源发出的光的一部分直接通过所述透光罩透射出去，另一部分经由所述反光杯的反光面反射后再通过所述透光罩透射出去，其特征在于：所述透光罩为pc罩或玻璃罩，所述柔光结构包括，在所述反光杯的反光面上所设置的、通过涂布涂料形成的柔光涂层。

9.根据权利要求8所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

所述柔光涂层的厚度在10～20μm范围内，所述涂料为纳米涂料。

10.根据权利要求8所述的带有柔光结构的LED灯具，其特征在于：

至少在所述反光杯的反光面和所述透光罩的表面两者之一上刻蚀有多个凹点和/或者凸点。

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